Анализ потери устойчивости пластин с элементами жесткости с помощью PLATE-BUCKLING

В PLATE-BUCKLING реализован метод приведенных напряжений. В данной статье приводятся некоторые объяснения, которые могут иметь решающее значение для расчета усиленных панелей с потерей устойчивости.

Определение значений потери устойчивости

Как правило, существует два варианта определения значений потери устойчивости усиленных панелей с потерей устойчивости. Во-первых, используя существующие граничные условия согласно [2] и [3] , они могут быть считаны непосредственно с диаграмм или, во-вторых, может быть выполнен расчет собственных чисел. Расчет собственных чисел определяет коэффициенты критической нагрузки для соответствующего существующего напряжения. Затем значения потери устойчивости получаются путем пересчета с использованием критического напряжения потери устойчивости.

Выбор формы управляющих колебаний

Оценка определенных форм колебаний имеет важное значение для расчета. Расчет на потерю устойчивости должен быть выполнен для усиленной панели, и соответствующая форма потери устойчивости должна отображать общий вид отказа. Первая определенная собственная мода является решающей для оценки того, присутствует ли локальная потеря устойчивости: одиночное, частичное или полное. В следующем примере показана первая собственная форма потери устойчивости субпанели над и под продольным элементом жесткости.

Местная потеря устойчивости

Теперь нужно решить, нужно ли анализировать соответствующие субпанели отдельно или искать общую форму колебаний в более высоких формах колебаний. PLATE-BUCKLING позволяет определить до 50 форм колебаний. На следующем рисунке показана форма потери устойчивости № 17 для общего разрушения усиленной панели.

Глобальная потеря устойчивости

Определение критич. напряжений плиты при потере устойчивости

Расчет критических напряжений потери устойчивости пластины согласно [1] , приложение A, основывается на расчете для всего пролета и на основе идеального напряжения потери устойчивости.

В качестве альтернативы можно использовать аналитические формулы для расчета критического напряжения при продольном изгибе пластины, приведенные в [1], Приложение A. Однако при их применении необходимо учитывать следующие граничные условия:

• Не менее трех продольных элементов жесткости, которые можно использовать как эквивалентные ортотропные плиты
• Один продольный элемент жесткости в зоне сжатия панели с потерей устойчивости
• Два продольных элемента жесткости в зоне сжатия панели с потерей устойчивости

Метод расчета для одного или двух продольных элементов жесткости в зоне сжатия основан на упруго опертом эквивалентном стержне. Критические напряжения потери устойчивости, определенные путем экстраполяции на сжатую кромку, приводят к возникновению критических напряжений потери устойчивости пластины.

Процесс проектирования на примере

Следующий пример показывает принцип:

Пример системы

Как уже объяснялось, первая форма колебаний соответствует местной форме потери устойчивости; следовательно, он не влияет на расчет усиленной пластины. В этом случае вы можете выбрать или принять решение о дальнейшем процессе проектирования.

Шаг 1: Расчет на потерю устойчивости на основе субпанелей над и под продольным элементом жесткости
В отдельном расчетном случае в PLATE-BUCKLING определяется соответствующая субпанель с ее размерами, граничными условиями и нагрузками, а расчет на потерю устойчивости выполняется для неусиленной панели на потерю устойчивости.

Nachweis Einzelfeld

Шаг 2: Расчет на потерю устойчивости основной формы колебаний субпанели
PLATE-BUCKLING позволяет не только рассчитывать до 50 форм колебаний, но также может быть полезен для всех соответствующих расчетов на потерю устойчивости. В следующем примере, определяющая форма колебаний (Режим № 17) используется для расчета субпанели. 17) применяется для расчета всего пролета.

Nachweis Gesamtfeld

Здесь следует отметить, что в качестве альтернативы на этапе 2 расчет можно выполнить с помощью аналитических методов расчета, показанных в Приложении A.2, для определения критических напряжений потери устойчивости и потери устойчивости пластины. Однако, поскольку здесь можно четко определить общую форму колебаний субпанели, в данном примере в этом нет необходимости.

Заключение

Ручной расчет усиленных панелей на изгиб очень сложен и требует много времени, а во многих случаях невозможен без численных расчетов. С помощью FE-BEUL можно эффективно решить эти проблемы.

Ссылки